Математическая модель зависимости точности электрических измерительных приборов от температурных воздействий: экспериментальное исследование и моделирование

Авторы

  • А. П. Бобрышов Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2025-2-4-21

Ключевые слова:

математическая модель, температурное воздействие, точность и отклонение измерений, электрические контрольно-измерительные приборы

Аннотация

Оценка качества продукции или услуги является сложной задачей с точки зрения сбора и обработки данных. Для электрических контрольно-измерительных приборов одним из ключевых параметров, влияющих на качество работы, является влияние внешних условий, одно из которых - температура окружающей среды. Поскольку измерительное устройство является сложным конструктивным изделием, влияние температуры необходимо оценивать комплексно на весь механизм отображения электрических данных. Ключевой задачей данного исследования является построение математической модели, характеризующей кратковременное влияния внешнего воздействия температуры на общую конструкцию, работу и качество электрических контрольно-измерительных приборов. Представленная в исследовании модель учитывает изменение внутренних сопротивлений прибора, изменение магнитной индукции магнита и динамику перестроения характеристики используемой пружины возвратного механизма стрелочно-аналогового измерительного устройства. По результатам модели были представлены графики влияния различной температуры на погрешности электрических измерений. Было определено, что при работе в граничных режимах значения близкие к нормирующей величине превышают допустимую погрешность прибора. Представленную модель предлагается использовать в качестве инструмента для оценки, отслеживания и корректировки отклонений, а также более точного определения уровня качества измерительных устройств, подверженных температурному воздействию. Результаты модели характеризуются объективной количественной оценкой и могут быть применены в вопросах аттестации и корректировки межповерочного интервала. Согласно замерам температурных режимов и основных параметров приборов можно произвести моделирование и оценить дальнейшее воздействие температуры на его итоговую точность.

Биография автора

А. П. Бобрышов, Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения

аспирант, ассистент кафедры электромеханики и робототехники

Библиографические ссылки

Кочетков А. В., Федотов П. В. Уравнение состояния газа и модель идеального газа // Вестник евразийской науки. 2017. Т. 9, № 3. С. 57.

Bobryshov A. (2024) Analysis of the influence of mathematical algorithms of measurement processing of electrical control and measuring devices on the results of verification. Bulletin of the Unesco chair "Distance education in engineering" of the SUAI, no. 9, pp. 45-49.

Добрышкин А. Ю., Сысоев О. Е., Сысоев Е. О. Экспериментальное исследование влияния воздействия температурного режима на модуль Юнга // Труды МАИ. 2020. № 115. DOI: 10.17580/tsm.2025.03.09

Теоретическая оценка влияния автоматизации на производственный процесс поверки контрольно-измерительных приборов / А. П. Бобрышов, С. В. Солёный, М. В. Сержантова, В. П. Кузьменко, М. Э. Создателева, Р. В. Рудаков // Ядерная физика и инжиниринг. 2023. Т. 14, № 6. С. 571-577.

Литвишков Ю. Н. О физическом смысле параметров уравнения Аррениуса // Kimya Problemləri. 2019. С. 456-464. DOI: 10.32737/2221-8688-2019-3-456-464

Донец С. А., Чикова Ю. Н., Шамарина Н. И. Оптимизация параметров пленочных резисторов, формируемых в диэлектричсеких структурах гибридных многослойных печатных плат // Вестник воронежского государственного технического университета. 2009. Т. 5, № 5. С. 228-231.

Крюков М. Высокостабильные тонкопленочные чип-резисторы фирмы Phycomp // Компоненты и технологии. 2003. № 4. С. 16-18.

Экспериментальное определение конструктивно-технологических параметров стрелочных электроизмерительных приборов магнитоэлектрической системы / А. А. Новиков, В. А. Тихоненков, О. Д. Новикова, И. А. Новикова // Вестник ульяновского государственного технического университета. 2004. № 2. С. 44-46.

Ezzat M.A., Othman M.I., El-Karamany A.S. (2011) The dependence of the modulus of elasticity on the reference tempera generalized the rmoelasti city. Journal of Thermal Stresses, no. 12, pp. 1159-1176. DOI: 10.1080/014957301753251737

Cyrulies E. (2023) The effect of temperature on the coefficient of elasticity of a spring: Construction of a device for its determination and calculation of its internal energy as a training practice. European Journal of Physics, no. 2. DOI: 10.1088/1361-6404/acb46f

Рузиев Ш. Восстановление упругости пружин методом термомеханической обработки // Общество и машиностроение. 2020. № 1. DOI: 10.47689/2181-1415-vol1-iss1/s-pp1-7

Zhang Tu, Yiliang Lv, Liang Li (2021) Study on the Effect of Temperature on Magnetization of Permanent Magnet: IEEE 2nd China International Youth Conference on Electrical Engineering (CIYCEE) 2021. DOI: 10.1109/CIYCEE53554.2021.9676949

Черкасова О. Я., Черкасова С. А. Термостабильность постоянных магнитов как основной фактор снятия обратимых изменений для обеспечения надежности изделия // Вестник науки и образования. 2016. № 12. С. 6-8.

Исследование влияния температуры на магнитные характеристики ферритов из марганцево-цинкового сплава / М. Л. Кахняж, Я. Л. Салах, Р. Ю. Шевчик, А. В. Беньковски, И. В. Коробийчук // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2015. С. 17-21.

Markov N.N., Kainer G.B., Satserdotov P.A. (1963) Effect of temperature on errors of instruments in the course of measurements. Measurement Techniques, vol. 6, pp. 898-903. DOI: 10.1007/BF00990868

Watson J., Castro G. (2012) High-Temperature Electronics Pose Design and Reliability Challenges. Analog Dialogue, no. 46.

Marangoni T.A., Benny G., Borup K.A., Hansen O., Petersen D.H. (2021) Determination of the temperature coefficient of resistance from micro four-point probe measurements. Journal of Applied Physics, no. 16. DOI: 10.1063/5.0046591

Бородина Е. А., Семенова Л. Л. Зависимость сопротивления от температуры различных материалов и определение их температурного коэффициента // Вестник кибернетики. 2019. № 1. С. 55-59.

Бобрышов А. П., Соленый С. В., Кузьменко В. П. Анализ и оценка ключевых конструктивных особенностей, определяющих качество электрических контрольно-измерительных приборов // Инновационное приборостроение. 2024. Т. 3, № 4. С. 5-13.

Suqin X., Jiahai Z., Baoliang Z., Guodong S., Zhen C., Jia Q., Yongquan S. (2021) Effects of Environmental and Electrical Factors on Metering Error and Consistency of Smart Electricity Meters. Applied Sciences, no. 11. DOI: 10.3390/app112311457

Загрузки

Опубликован

06.07.2025

Как цитировать

Бобрышов, А. П. (2025). Математическая модель зависимости точности электрических измерительных приборов от температурных воздействий: экспериментальное исследование и моделирование. Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова, 28(2), 4–21. https://doi.org/10.22213/2413-1172-2025-2-4-21

Выпуск

Раздел

Статьи